Ngôn ngữ lập trình C++ - Chương 3: Hàm

Recursion) 3.13 Ví dụ sử dụng đệ quy: chuỗi Fibonacci 3.14 So sánh Đệ quy và Vòng lặp 3.15 Hàm với danh sách đối số rỗng © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 3 Chương 3. Chương 3 - Hàm Đề mục 3.16 Hàm Inline 3.17 Tham chiếu và tham số là tham chiếu 3.18 Đối số mặc định 3.19 Toán tử phạm vi đơn (Unary Scope Resolution Operator) 3.20 Chồng hàm (Function Overloading) 3.21 Khuôn mẫu hàm (Function Templates) © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 4 Chương 3. 3.1 Giới thiệu • Chia để trị - Divide and conquer – Xây dựng một chương trình từ các thành phần (component) nhỏ hơn – Quản lý từng thành phần dễ quản lý hơn quản lý chương trình ban đầu © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 5 Chương 3. 3.2 Các thành phần của chương trình C++ • Các module: các hàm(function) và lớp(class) • Các chương trình sử dụng các module mới và đóng gói sẵn (“prepackaged”) – Mới: các hàm và lớp do lập trình viên tự định nghĩa – Đóng gói sẵn: các hàm và lớp từ thư viện chuẩn • lời gọi hàm - function call – tên hàm và các thông tin (các đối số - arguments) mà nó cần • định nghĩa hàm - function definition – chỉ viết một lần – được che khỏi các hàm khác • tương tự – Một ông chủ (hàm gọi - the calling function or caller) đề nghị một công nhân (hàm được gọi - the called function) thực hiện một nhiệm vụ và trả lại (báo cáo lại) kết quả khi nhiệm vụ hoàn thành. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 6 Chương 3. 3.3 Các hàm trong thư viện toán học • Thực hiện các tính toán toán học thông thường – Include header file (hoặc ) • Cách gọi hàm – tên_hàm (đối_số); hoặc – tên_hàm(đối_số_1, đối_số_2, …); • Ví dụ cout << sqrt( 900.0 ); – Mọi hàm trong thư viện toán đều trả về giá trị kiểu double • các đối số (argument) cho hàm có thể là – hằng - Constants • sqrt( 4 ); – biến - Variables • sqrt( x ); – biểu thức - Expressions • sqrt( sqrt( x ) ) ; • sqrt( 3 - 6x ); © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 7 Chương 3. Method Description Example ceil( x ) làm tròn x tới số nguyên nhỏ nhất không nhỏ hơn x ceil( 9.2 ) is 10.0 ceil( -9.8 ) is -9.0 cos( x ) cos của x (lượng giác) (x tính theo đơn vị radian) cos( 0.0 ) is 1.0 exp( x ) hàm mũ: e mũ x exp( 1.0 ) is 2.71828 exp( 2.0 ) is 7.38906 fabs( x ) giá trị tuyệt đối của x fabs( 5.1 ) is 5.1 fabs( 0.0 ) is 0.0 fabs( -8.76 ) is 8.76 floor( x ) làm tròn x xuống số nguyên lớn nhất không lớn hơn x floor( 9.2 ) is 9.0 floor( -9.8 ) is -10.0 fmod( x, y ) phần dư của phép chia x/y , tính bằng kiểu số thực fmod( 13.657, 2.333 ) is 1.992 log( x ) loga tự nhiên của x (cơ số e) log( 2.718282 ) is 1.0 log( 7.389056 ) is 2.0 log10( x ) loga cơ số 10 của x log10( 10.0 ) is 1.0 log10( 100.0 ) is 2.0 pow( x, y ) x mũ y pow( 2, 7 ) is 128 pow( 9, .5 ) is 3 sin( x ) sin x (lượng giác) (x tính theo radian) sin( 0.0 ) is 0 sqrt( x ) căn bậc hai của x sqrt( 900.0 ) is 30.0 sqrt( 9.0 ) is 3.0 tan( x ) tang x (lượng giác) (x tính theo radian) tan( 0.0 ) is 0 Fig. 3.2 Math library functions. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 8 Chương 3. 3.4 Hàm - function • Chương trình con – Module hóa một chương trình – khả năng tái sử dụng phần mềm – Software reusability • gọi hàm nhiều lần • Các biến địa phương – Local variables – khai báo trong hàm nào thì chỉ được biết đến bên trong hàm đó – biến được khai báo bên trong định hàm là biến địa phưnơg • Các tham số – Parameters – là các biến địa phương với giá trị được truyền vào hàm khi hàm được gọi – cung cấp thông tin về bên ngoài hàm ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 9 fig03_03.cpp (1 of 2) 2 // Creating and using a programmer-defined function. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 int square( int ); // function prototype 9 10 int main() 11 { 12 // loop 10 times and calculate and output 13 // square of x each time 14 for ( int x = 1; x <= 10; x++ ) 15 cout << square( x ) << " "; // function call 16 17 cout << endl; 18 19 return 0; // indicates successful termination 20 21 } // end main 22 23 // square function definition returns square of an integer 24 int square( int y ) // y is a copy of argument to function 25 { 26 return y * y; // returns square of y as an int 27 28 } // end function square Cặp ngoặc () dùng khi gọi hàm. Khi chạy xong, hàm trả kết quả. Function prototype: chỉ rõ kiểu dữ liệu của đối số và giá trị trả về. square cần một số int, và trả về int. 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 Định nghĩa hàm square. y là một bản sao của đối số được truyền vào. Hàm trả về y * y, hoặc y bình phương. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 10 fig03_04.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.4: fig03_04.cpp 2 // Finding the maximum of three floating-point numbers. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8 9 double maximum( double, double, double ); // function prototype 10 11 int main() 12 { 13 double number1; 14 double number2; 15 double number3; 16 17 cout << "Enter three floating-point numbers: "; 18 cin >> number1 >> number2 >> number3; 19 20 // number1, number2 and number3 are arguments to 21 // the maximum function call 22 cout << "Maximum is: " 23 << maximum( number1, number2, number3 ) << endl; 24 25 return 0; // indicates successful termination Hàm maximum lấy 3 tham số (cả 3 là double) và trả về một double. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 11 fig03_04.cpp (2 of 2) fig03_04.cpp output (1 of 1) 26 27 } // end main 28 29 // function maximum definition; 30 // x, y and z are parameters 31 double maximum( double x, double y, double z ) 32 { 33 double max = x; // assume x is largest 34 35 if ( y > max ) // if y is larger, 36 max = y; // assign y to max 37 38 if ( z > max ) // if z is larger, 39 max = z; // assign z to max 40 41 return max; // max is largest value 42 43 } // end function maximum Enter three floating-point numbers: 99.32 37.3 27.1928 Maximum is: 99.32 Enter three floating-point numbers: 1.1 3.333 2.22 Maximum is: 3.333 Enter three floating-point numbers: 27.9 14.31 88.99 M i i 88 99 dấu phảy phân tách các tham số. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 12 Chương 3. 3.4 Hàm • Nguyên mẫu hàm - Function prototype – Cho trình biên dịch biết kiểu dữ liệu của đối số và kiểu giá trị trả về của hàm int square( int ); • Hàm lấy một giá trị int và trả về một giá trị int – Sẽ giới thiệu kỹ hơn sau • Gọi hàm square(x); – Cặp ngoặc đơn là toán tử dùng để gọi hàm • Truyền đối số x • Hàm nhận được bản sao các đối số cho riêng mình – Sau khi kết thúc, hàm trả kết quả về cho nơi gọi hàm © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 13 Chương 3. 3.5 Định nghĩa hàm – function definition • định nghĩa hàm return-value-type function-name( parameter-list ) { declarations and statements } – danh sách tham số – Parameter list • dấu phảy tách các tham số – mỗi tham số cần cho biết kiểu dữ liệu của tham số đó • Nếu không có đối số, sử dụng void hoặc để trống – giá trị trả về – Return-value-type • kiểu của giá trị trả về (sử dụng void nếu không trả về giá trị gì) © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 14 Chương 3. 3.5 Định nghĩa hàm • Từ khóa return – trả dữ liệu về, và trả điều khiển lại cho nơi gọi (caller) • nếu không trả về, sử dụng return; – hàm kết thúc khi chạy đến ngoặc phải ( } ) • điều khiển cũng được trả về cho nơi gọi • Không thể định nghĩa một hàm bên trong một hàm khác Ví dụ về hàm int square( int y ) { return y * y; } int main() { ... cout << square(x); ... } © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 15 Chương 3. 3.6 Nguyên mẫu hàm - Function Prototype • Function prototype bao gồm – Tên hàm – Các tham số (số lượng và kiểu dữ liệu) – Kiểu trả về (void nếu không trả về giá trị gì) • Function prototype chỉ cần đến nếu định nghĩa hàm đặt sau lời gọi hàm (function call) • Prototype phải khớp với định nghĩa hàm – Function prototype double maximum( double, double, double ); – Function definition double maximum( double x, double y, double z ) { … } © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 16 Chương 3. 3.6 Function Prototype • Chữ ký của hàm - Function signature – Phần prototype chứa tên và các tham số của hàm • double maximum( double, double, double ); • Ép kiểu đối số – Argument Coercion – Ép các đối số thành các kiểu dữ liệu thích hợp • đổi int (4) thành double (4.0) cout << sqrt(4) – các quy tắc biến đổi • các đối số thường được tự động đổi kiểu • đổi từ double sang int có thể làm tròn dữ liệu – 3.4 thành 3 – các kiểu hỗn hợp được nâng lên kiểu cao nhất • int * double Function signature © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 17 Chương 3. 3.6 Function Prototype Data types long double double float unsigned long int (synonymous with unsigned long) long int (synonymous with long) unsigned int (synonymous with unsigned) int unsigned short int (synonymous with unsigned short) short int (synonymous with short) unsigned char char bool (false becomes 0, true becomes 1) Fig. 3.5 Promotion hiera rc hy for built-in da ta types. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 18 Chương 3. 3.7 Header File • Các file header chứa – các function prototype – định nghĩa của các kiểu dữ liệu và các hằng • Các file header kết thúc bằng .h – các file header do lập trình viên định nghĩa #include “myheader.h” • Các file header của thư viện #include – chú ý: • tương đương với (kiểu cũ, trước ANSI C++) • tương đương với (kiểu cũ, trước ANSI C++) © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 19 Chương 3. 3.8 Sinh số ngẫu nhiên Random Number Generation • Hàm rand (thuộc ) – i = rand(); – Sinh một số nguyên không âm trong đoạn từ 0 đến RAND_MAX (thường là 32767) • Lấy tỷ lệ và dịch (scaling and shifting) – phép đồng dư (lấy số dư) – Modulus (remainder) operator: % • 10 % 3 bằng 1 • x % y nằm giữa 0 và y – 1 – Ví dụ i = rand() % 6 + 1; • “Rand() % 6” sinh một số trong khoảng từ 0 đến 5 (lấy tỷ lệ ) • “+ 1” tạo khoảng từ 1 đến 6 (dịch) – Tiếp theo: chương trình thả súc sắc ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 20 fig03_07.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.7: fig03_07.cpp 2 // Shifted, scaled integers produced by 1 + rand() % 6. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 #include 9 10 using std::setw; 11 12 #include // contains function prototype for rand 13 14 int main() 15 { 16 // loop 20 times 17 for ( int counter = 1; counter <= 20; counter++ ) { 18 19 // pick random number from 1 to 6 and output it 20 cout << setw( 10 ) << ( 1 + rand() % 6 ); 21 22 // if counter divisible by 5, begin new line of output 23 if ( counter % 5 == 0 ) 24 cout << endl; 25 26 } // end for structure 27 28 return 0; // indicates successful termination 29 30 } // end main Kết quả của rand() được lấy tỷ lệ và dịch thành một số trong khoảng từ 1 đến 6. 6 6 5 5 6 5 1 1 5 3 6 6 2 4 2 6 2 3 4 1 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 21 Chương 3. 3.8 Sinh số ngẫu nhiên • Tiếp theo – Chương trình biểu diễn phân bố (distribution) của hàm rand() – Giả lập 6000 lần thả súc sắc – In số lượng các giá trị 1, 2, 3, v.v.... thả được – số lượng đếm được của mỗi giá trị phải xấp xỉ 1000 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 22 fig03_08.cpp (1 of 3) 1 // Fig. 3.8: fig03_08.cpp 2 // Roll a six-sided die 6000 times. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 #include 9 10 using std::setw; 11 12 #include // contains function prototype for rand 13 14 int main() 15 { 16 int frequency1 = 0; 17 int frequency2 = 0; 18 int frequency3 = 0; 19 int frequency4 = 0; 20 int frequency5 = 0; 21 int frequency6 = 0; 22 int face; // represents one roll of the die 23 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 23 fig03_08.cpp (2 of 3) 24 // loop 6000 times and summarize results 25 for ( int roll = 1; roll <= 6000; roll++ ) { 26 face = 1 + rand() % 6; // random number from 1 to 6 27 28 // determine face value and increment appropriate counter 29 switch ( face ) { 30 31 case 1: // rolled 1 32 ++frequency1; 33 break; 34 35 case 2: // rolled 2 36 ++frequency2; 37 break; 38 39 case 3: // rolled 3 40 ++frequency3; 41 break; 42 43 case 4: // rolled 4 44 ++frequency4; 45 break; 46 47 case 5: // rolled 5 48 ++frequency5; 49 break; ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 24 fig03_08.cpp (3 of 3) 50 51 case 6: // rolled 6 52 ++frequency6; 53 break; 54 55 default: // invalid value 56 cout << "Program should never get here!"; 57 58 } // end switch 59 60 } // end for 61 62 // display results in tabular format 63 cout << "Face" << setw( 13 ) << "Frequency" 64 << "\n 1" << setw( 13 ) << frequency1 65 << "\n 2" << setw( 13 ) << frequency2 66 << "\n 3" << setw( 13 ) << frequency3 67 << "\n 4" << setw( 13 ) << frequency4 68 << "\n 5" << setw( 13 ) << frequency5 69 << "\n 6" << setw( 13 ) << frequency6 << endl; 70 71 return 0; // indicates successful termination 72 73 } // end main Trường hợp mặc định được xét đến, ngay cả khi nó không bao giờ xảy ra. Đây là một nét của phong cách lập trình tốt Face Frequency 1 1003 2 1017 3 983 4 994 5 1004 6 999 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 25 Chương 3. 3.8 Sinh số ngẫu nhiên • Gọi rand() lặp đi lặp lại – cho kết quả là cùng một chuỗi số • Các số giả ngẫu nhiên (pseudorandom numbers) – chuỗi các số "ngẫu nhiên" được định sẵn – chương trình chạy lần nào cũng sinh cùng một chuỗi • Để được các chuỗi ngẫu nhiên khác nhau – Cung cấp một giá trị hạt giống • điểm xuất phát cho việc sinh chuỗi ngẫu nhiên • hạt giống giống nhau sẽ cho cùng một chuỗi ngẫu nhiên – srand(seed); • • sử dụng trước rand() để đặt hạt giống ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 26 fig03_09.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.9: fig03_09.cpp 2 // Randomizing die-rolling program. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8 9 #include 10 11 using std::setw; 12 13 // contains prototypes for functions srand and rand 14 #include 15 16 // main function begins program execution 17 int main() 18 { 19 unsigned seed; 20 21 cout << "Enter seed: "; 22 cin >> seed; 23 srand( seed ); // seed random number generator 24 Đặt hạt giống bằng srand(). ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 27 fig03_09.cpp (2 of 2) fig03_09.cpp output (1 of 1) 25 // loop 10 times 26 for ( int counter = 1; counter <= 10; counter++ ) { 27 28 // pick random number from 1 to 6 and output it 29 cout << setw( 10 ) << ( 1 + rand() % 6 ); 30 31 // if counter divisible by 5, begin new line of output 32 if ( counter % 5 == 0 ) 33 cout << endl; 34 35 } // end for 36 37 return 0; // indicates successful termination 38 39 } // end main Enter seed: 67 6 1 4 6 2 1 6 1 6 4 Enter seed: 432 4 6 3 1 6 3 1 5 4 2 Enter seed: 67 6 1 4 6 2 1 6 1 6 4 rand() sinh cùng một chuỗi ngẫu nhiên nếu dùng cùng một hạt giống © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 28 Chương 3. 3.8 Sinh số ngẫu nhiên • Có thể sử dụng thời gian hiện tại để làm hạt giống – không cần phải đặt hạt giống mỗi lần sinh 1 số ngẫu nhiên – srand( time( 0 ) ); – time( 0 ); • • trả về thời gian hiện tại, tính bằng giây • Tổng quát về dịnh và lấy tỷ lệ – Number = shiftingValue + rand() % scalingFactor – shiftingValue = số đầu tiên của khoảng mong muốn – scalingFactor = độ rộng của khoảng mong muốn © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 29 Chương 3. 3.9 Ví dụ: Trò chơi may rủi và Giới thiệu về kiểu enum • Kiểu liệt kê - Enumeration – tập hợp các số tự nhiên được đặt tên enum typeName {constant1, constant2…}; – Các hằng số là các số nguyên bắt đầu từ 0 (mặc định), tăng dần, mỗi lần thêm 1 đơn vị. – Các hằng phải có tên riêng – Không thể gán giá trị kiểu nguyên cho biến kiểu liệt kê • Phải dùng một giá trị thuộc cùng kiểu liệt kê đã được định nghĩa • Ví dụ enum Status {CONTINUE, WON, LOST}; enum Foo {Zero, One, Two}; Status enumVar; enumVar = WON; // cannot do enumVar = 1 or enumVar=One © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 30 Chương 3. 3.9 Ví dụ: Trò chơi may rủi và Giới thiệu về kiểu enum • Các hằng kiểu liệt kê có thể có giá trị đặt trước enum Months { JAN = 1, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV, DEC}; – bắt đầu tại 1, tăng dần mỗi lần thêm 1 • Tiếp theo: giả lập trò chơi gieo súc sắc – Gieo 2 con súc sắc, được kết quả là tổng hai giá trị gieo được – 7 hoặc 11 tại lần gieo đầu tiên: người chơi thắng – 2, 3, hoặc 12 tại lần gieo đầu tiên: người chơi thua – 4, 5, 6, 8, 9, 10 • giá trị gieo được trở thành "điểm" (point) của người chơi • người chơi phải gieo được số điểm của mình trước khi gieo được 7 để thắng cuộc ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 31 fig03_10.cpp (1 of 5) 1 // Fig. 3.10: fig03_10.cpp 2 // Craps. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 // contains function prototypes for functions srand and rand 9 #include 10 11 #include // contains prototype for function time 12 13 int rollDice( void ); // function prototype 14 15 int main() 16 { 17 // enumeration constants represent game status 18 enum Status { CONTINUE, WON, LOST }; 19 20 int sum; 21 int myPoint; 22 23 Status gameStatus; // can contain CONTINUE, WON or LOST 24 Hàm gieo 2 con súc sắc và trả về kết quả là 1 giá trị kiểu int. Kiểu liệt kê để ghi trạng thái của ván chơi hiện tại. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 32 fig03_10.cpp (2 of 5) 25 // randomize random number generator using current time 26 srand( time( 0 ) ); 27 28 sum = rollDice(); // first roll of the dice 29 30 // determine game status and point based on sum of dice 31 switch ( sum ) { 32 33 // win on first roll 34 case 7: 35 case 11: 36 gameStatus = WON; 37 break; 38 39 // lose on first roll 40 case 2: 41 case 3: 42 case 12: 43 gameStatus = LOST; 44 break; 45 lệnh switch quyết định kết cục ván chơi, dựa vào kết quả gieo súc sắc. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 33 fig03_10.cpp (3 of 5) 46 // remember point 47 default: 48 gameStatus = CONTINUE; 49 myPoint = sum; 50 cout << "Point is " << myPoint << endl; 51 break; // optional 52 53 } // end switch 54 55 // while game not complete ... 56 while ( gameStatus == CONTINUE ) { 57 sum = rollDice(); // roll dice again 58 59 // determine game status 60 if ( sum == myPoint ) // win by making point 61 gameStatus = WON; 62 else 63 if ( sum == 7 ) // lose by rolling 7 64 gameStatus = LOST; 65 66 } // end while 67 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 34 fig03_10.cpp (4 of 5) 68 // display won or lost message 69 if ( gameStatus == WON ) 70 cout << "Player wins" << endl; 71 else 72 cout << "Player loses" << endl; 73 74 return 0; // indicates successful termination 75 76 } // end main 77 78 // roll dice, calculate sum and display results 79 int rollDice( void ) 80 { 81 int die1; 82 int die2; 83 int workSum; 84 85 die1 = 1 + rand() % 6; // pick random die1 value 86 die2 = 1 + rand() % 6; // pick random die2 value 87 workSum = die1 + die2; // sum die1 and die2 88 Hàm rollDice không lấy đối số, nên nó có từ khóa void tại danh sách tham số. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 35 fig03_10.cpp (5 of 5) fig03_10.cpp output (1 of 2) 89 // display results of this roll 90 cout << "Player rolled " << die1 << " + " << die2 91 << " = " << workSum << endl; 92 93 return workSum; // return sum of dice 94 95 } // end function rollDice Player rolled 2 + 5 = 7 Player wins Player rolled 6 + 6 = 12 Player loses Player rolled 3 + 3 = 6 Point is 6 Player rolled 5 + 3 = 8 Player rolled 4 + 5 = 9 Player rolled 2 + 1 = 3 Player rolled 1 + 5 = 6 Player wins Player rolled 1 + 3 = 4 Point is 4 Player rolled 4 + 6 = 10 Player rolled 2 + 4 = 6 Player rolled 6 + 4 = 10 Player rolled 2 + 3 = 5 Player rolled 2 + 4 = 6 Player rolled 1 + 1 = 2 Player rolled 4 + 4 = 8 Player rolled 4 + 3 = 7 Player loses © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 36 Chương 3. 3.10 Các kiểu lưu trữ – Storage Classes • biến có các thuộc tính – đã biết: tên, kiểu, kích thước, giá trị – kiểu lưu trữ – Storage class • biến tồn tại bao lâu trong bộ nhớ – Phạm vi – Scope • biến có thể được sử dụng tại những nơi nào trong chương trình – Liên kết – Linkage • Đối với những chương trình gồm nhiều file (multiple-file program) – (xem chương 6), những file nào có thể sử dụng biến đó © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 37 Chương 3. 3.10 Các kiểu lưu trữ – Storage Classes • loại biến tự động – Automatic storage class – biến được tạo khi chương trình chạy vào một khối chương trình (block) – và bị hủy bỏ khi chương trình ra khỏi block – Chỉ có các biến địa phương của các hàm mới có thể là biến tự động • mặc định là tự động • từ khóa auto dùng để khai báo biến tự động – từ khóa register • gợi ý đặt biến vào thanh ghi tốc độ cao • có lợi cho các biến thường xuyên được sử dụng (con đếm vòng lặp) • Thường là không cần thiết, trình biên dịch tự tối ưu hóa – Chỉ dùng một trong hai từ register hoặc auto. • register int counter = 1; © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 38 Chương 3. 3.10 Các kiểu lưu trữ • loại biến tĩnh – Static storage class – Biến tồn tại trong suốt chương trình – Có thể không phải nơi nào cũng dùng được, do áp dụng quy tắc phạm vi (scope rules) • từ khóa static – dành cho biến địa phương bên trong hàm – giữ giá trị giữa các lần gọi hàm – chỉ được biết đến trong hàm của biến đó • từ khóa extern – mặc định với các biến/hàm toàn cục (global variables/functions) • toàn cục: được định nghĩa bên ngoài các hàm – được biết đến tại mọi hàm nằm sau biến đó © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 39 Chương 3. 3.11 Các quy tắc phạm vi – Scope Rules • Phạm vi – Scope – Phạm vi của một định danh (tên) là phần chương trình nơi có thể sử dụng định danh đó • Phạm vi file – File scope – được định nghĩa bên ngoài một hàm và được biết đến tại mọi hàm trong file – các biến toàn cục (global variable), định nghĩa và prototype của các hàm. • Phạm vi hàm – Function scope – chỉ có thể được dùng đến bên trong hàm chứa định nghĩa – Chỉ áp dụng cho các nhãn (label), ví dụ: các định danh đi kèm một dấu hai chấm (case:) © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 40 Chương 3. 3.11 Các quy tắc phạm vi • Phạm vi khối – Block scope – Bắt đầu tại nơi khai báo, kết thúc tại ngoặc phải } • chỉ có thể được dùng trong khoảng này – Các biến địa phương, các tham số hàm – các biến static cũng có phạm vi khối • loại lưu trữ độc lập với phạm vi • Function-prototype scope – danh sách tham số của function prototype – không bắt buộc phải chỉ rõ các tên trong prototype • Trình biên dịch bỏ qua – Trong một prototype, mỗi tên chỉ được dùng một lần ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 41 fig03_12.cpp (1 of 5) 1 // Fig. 3.12: fig03_12.cpp 2 // A scoping example. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 void useLocal( void ); // function prototype 9 void useStaticLocal( void ); // function prototype 10 void useGlobal( void ); // function prototype 11 12 int x = 1; // global variable 13 14 int main() 15 { 16 int x = 5; // local variable to main 17 18 cout << "local x in main's outer scope is " << x << endl; 19 20 { // start new scope 21 22 int x = 7; 23 24 cout << "local x in main's inner scope is " << x << endl; 25 26 } // end new scope được khai báo bên ngoài hàm; là biến toàn cục với phạm vi file. Biến địa phương với phạm vi hàm. Tạo một khối, cho x phạm vi khối. Khi khối kết thúc, x sẽ bị hủy bỏ. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 42 fig03_12.cpp (2 of 5) 27 28 cout << "local x in main's outer scope is " << x << endl; 29 30 useLocal(); // useLocal has local x 31 useStaticLocal(); // useStaticLocal has static local x 32 useGlobal(); // useGlobal uses global x 33 useLocal(); // useLocal reinitializes its local x 34 useStaticLocal(); // static local x retains its prior value 35 useGlobal(); // global x also retains its value 36 37 cout << "\nlocal x in main is " << x << endl; 38 39 return 0; // indicates successful termination 40 41 } // end main 42 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 43 fig03_12.cpp (3 of 5) 43 // useLocal reinitializes local variable x during each call 44 void useLocal( void ) 45 { 46 int x = 25; // initialized each time useLocal is called 47 48 cout << endl << "local x is " << x 49 << " on entering useLocal" << endl; 50 ++x; 51 cout << "local x is " << x 52 << " on exiting useLocal" << endl; 53 54 } // end function useLocal 55 Biến tự động (biến địa phương của hàm). Biến này sẽ bị hủy khi hàm kết thúc, và được khởi tạo lại khi hàm bắt đầu. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 44 fig03_12.cpp (4 of 5) 56 // useStaticLocal initializes static local variable x only the 57 // first time the function is called; value of x is saved 58 // between calls to this function 59 void useStaticLocal( void ) 60 { 61 // initialized only first time useStaticLocal is called 62 static int x = 50; 63 64 cout << endl << "local static x is " << x 65 << " on entering useStaticLocal" << endl; 66 ++x; 67 cout << "local static x is " << x 68 << " on exiting useStaticLocal" << endl; 69 70 } // end function useStaticLocal 71 Biến tĩnh địa phương của hàm; nó được khởi tạo đúng một lần và giữ nguyên giá trị giữa các lần gọi hàm. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 45 fig03_12.cpp (5 of 5) fig03_12.cpp output (1 of 2) 72 // useGlobal modifies global variable x during each call 73 void useGlobal( void ) 74 { 75 cout << endl << "global x is " << x 76 << " on entering useGlobal" << endl; 77 x *= 10; 78 cout << "global x is " << x 79 << " on exiting useGlobal" << endl; 80 81 } // end function useGlobal local x in main's outer scope is 5 local x in main's inner scope is 7 local x in main's outer scope is 5 local x is 25 on entering useLocal local x is 26 on exiting useLocal local static x is 50 on entering useStaticLocal local static x is 51 on exiting useStaticLocal global x is 1 on entering useGlobal global x is 10 on exiting useGlobal Hàm này không khai báo biến nào. Nó sử dụng biến toàn cục x đã được khai báo tại đầu chương trình. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 46 fig03_12.cpp output (2 of 2) local x is 25 on entering useLocal local x is 26 on exiting useLocal local static x is 51 on entering useStaticLocal local static x is 52 on exiting useStaticLocal global x is 10 on entering useGlobal global x is 100 on exiting useGlobal local x in main is 5 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 47 Chương 3. 3.12 Đệ quy – Recursion • Các hàm đệ quy – Recursive functions – các hàm tự gọi chính mình – chỉ giải quyết một trường hợp cơ bản (base case) • Nếu không phải trường hợp cơ bản – Chia bài toán thành các bài toán nhỏ hơn – Gọi bản sao mới của hàm để giải quyết vấn đề nhỏ hơn (gọi đệ quy (recursive call) hoặc bước đệ quy(recursive step)) • hội tụ dần dần về trường hợp cơ bản • hàm gọi chính nó tại lệnh return – Cuối cùng, trường hợp cơ bản được giải quyết • câu trả lời đi ngược lên, giải quyết toàn bộ bài toán © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 48 Chương 3. 3.12 Đệ quy • Ví dụ: tính giai thừa (factorial) n! = n * ( n – 1 ) * ( n – 2 ) * … * 1 – Quan hệ đệ quy ( n! = n * ( n – 1 )! ) 5! = 5 * 4! 4! = 4 * 3!… – Trường hợp cơ bản (1! = 0! = 1) ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 49 fig03_14.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.14: fig03_14.cpp 2 // Recursive factorial function. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 #include 9 10 using std::setw; 11 12 unsigned long factorial( unsigned long ); // function prototype 13 14 int main() 15 { 16 // Loop 10 times. During each iteration, calculate 17 // factorial( i ) and display result. 18 for ( int i = 0; i <= 10; i++ ) 19 cout << setw( 2 ) << i << "! = " 20 << factorial( i ) << endl; 21 22 return 0; // indicates successful termination 23 24 } // end main Kiểu dữ liệu unsigned long có thể lưu số nguyên trong khoảng từ 0 đến 4 tỷ. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 50 fig03_14.cpp (2 of 2) fig03_14.cpp output (1 of 1) 25 26 // recursive definition of function factorial 27 unsigned long factorial( unsigned long number ) 28 { 29 // base case 30 if ( number <= 1 ) 31 return 1; 32 33 // recursive step 34 else 35 return number * factorial( number - 1 ); 36 37 } // end function factorial 0! = 1 1! = 1 2! = 2 3! = 6 4! = 24 5! = 120 6! = 720 7! = 5040 8! = 40320 9! = 362880 10! = 3628800 Trường hợp cơ bản xảy ra khi ta có 0! hoặc 1!. Mọi trường hợp khác phải được chia nhỏ (bước đệ qui). © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 51 Chương 3. 3.13 Ví dụ sử dụng đệ quy: chuỗi Fibonacci • Chuỗi Fibonacci: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8... – Mỗi số là tổng của hai số đứng liền trước – Ví dụ một công thức đệ quy: • fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2) • Mã C++ cho hàm Fibonacci long fibonacci( long n ) { if ( n == 0 || n == 1 ) // base case return n; else return fibonacci( n - 1 ) + fibonacci( n – 2 ); } © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 52 Chương 3. 3.13 Ví dụ sử dụng đệ quy: chuỗi Fibonacci f( 3 ) f( 1 )f( 2 ) f( 1 ) f( 0 ) return 1 return 1 return 0 return + +return © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 53 Chương 3. 3.13 Ví dụ sử dụng đệ quy: chuỗi Fibonacci • Thứ tự thực hiện – return fibonacci( n - 1 ) + fibonacci( n - 2 ); • Không xác định hàm nào được thực hiện trước – C++ không qui định – Chỉ có các phép &&, || và ?: đảm bảo thứ tự thực hiện từ trái sang phải • Các lời gọi hàm đệ quy – Mỗi tầng đệ quy nhân đôi số lần gọi hàm • số thứ 30 cần 2^30 ~ 4 tỷ lời gọi hàm – Độ phức tạp lũy thừa (Exponential complexity) ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 54 fig03_15.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.15: fig03_15.cpp 2 // Recursive fibonacci function. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8 9 unsigned long fibonacci( unsigned long ); // function prototype 10 11 int main() 12 { 13 unsigned long result, number; 14 15 // obtain integer from user 16 cout << "Enter an integer: "; 17 cin >> number; 18 19 // calculate fibonacci value for number input by user 20 result = fibonacci( number ); 21 22 // display result 23 cout << "Fibonacci(" << number << ") = " << result << endl; 24 25 return 0; // indicates successful termination Các số Fibonacci tăng rất nhanh và đều là số không âm. Do đó, ta dùng kiểu unsigned long. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 55 fig03_15.cpp (2 of 2) fig03_15.cpp output (1 of 2) 26 27 } // end main 28 29 // recursive definition of function fibonacci 30 unsigned long fibonacci( unsigned long n ) 31 { 32 // base case 33 if ( n == 0 || n == 1 ) 34 return n; 35 36 // recursive step 37 else 38 return fibonacci( n - 1 ) + fibonacci( n - 2 ); 39 40 } // end function fibonacci Enter an integer: 0 Fibonacci(0) = 0 Enter an integer: 1 Fibonacci(1) = 1 Enter an integer: 2 Fibonacci(2) = 1 Enter an integer: 3 Fibonacci(3) = 2 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 56 fig03_15.cpp output (2 of 2) Enter an integer: 4 Fibonacci(4) = 3 Enter an integer: 5 Fibonacci(5) = 5 Enter an integer: 6 Fibonacci(6) = 8 Enter an integer: 10 Fibonacci(10) = 55 Enter an integer: 20 Fibonacci(20) = 6765 Enter an integer: 30 Fibonacci(30) = 832040 Enter an integer: 35 Fibonacci(35) = 9227465 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 57 Chương 3. 3.14 So sánh Đệ quy và Vòng lặp • Lặp – Vòng lặp (Iteration): lặp tường minh – Đệ quy: các lời gọi hàm được lặp đi lặp lại • Kết thúc – Vòng lặp: điều kiện lặp thất bại – Đệ quy: gặp trường hợp cơ bản • Cả hai đều có thể lặp vô tận • Cân đối giữa hiệu quả chương trình (vòng lặp) và công nghệ phần mềm tốt (đệ quy) – vòng lặp chạy nhanh hơn – đệ quy trong sáng hơn © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 58 Chương 3. 3.15 Hàm với danh sách tham số rỗng • Danh sách tham số rỗng – dùng từ khóa void hoặc để danh sách rỗng – dành cho hàm không lấy đối số – thí dụ: hàm print không lấy đối số và không trả về giá trị nào • void print(); • void print( void ); ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 59 fig03_18.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.18: fig03_18.cpp 2 // Functions that take no arguments. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 void function1(); // function prototype 9 void function2( void ); // function prototype 10 11 int main() 12 { 13 function1(); // call function1 with no arguments 14 function2(); // call function2 with no arguments 15 16 return 0; // indicates successful termination 17 18 } // end main 19 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 60 fig03_18.cpp (2 of 2) fig03_18.cpp output (1 of 1) 20 // function1 uses an empty parameter list to specify that 21 // the function receives no arguments 22 void function1() 23 { 24 cout << "function1 takes no arguments" << endl; 25 26 } // end function1 27 28 // function2 uses a void parameter list to specify that 29 // the function receives no arguments 30 void function2( void ) 31 { 32 cout << "function2 also takes no arguments" << endl; 33 34 } // end function2 function1 takes no arguments function2 also takes no arguments © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 61 Chương 3. 3.16 Hàm Inline • Hàm inline – Từ khóa inline đặt trước hàm – Yêu cầu trình biên dịch sao chép mã vào chương trình thay cho việc tạo lời gọi hàm • Giảm chi phí gọi hàm (function-call overhead) • Trình biên dịch có thể bỏ qua inline – Tốt đối với các hàm nhỏ, hay dùng • Ví dụ inline double cube( const double s ) { return s * s * s; } – const cho trình biên dịch biết rằng hàm không sửa đổi s • được nói đến trong các chương 6-7 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 62 fig03_19.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.19: fig03_19.cpp 2 // Using an inline function to calculate. 3 // the volume of a cube. 4 #include 5 6 using std::cout; 7 using std::cin; 8 using std::endl; 9 10 // Definition of inline function cube. Definition of function 11 // appears before function is called, so a function prototype 12 // is not required. First line of function definition acts as 13 // the prototype. 14 inline double cube( const double side ) 15 { 16 return side * side * side; // calculate cube 17 18 } // end function cube 19 ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 63 fig03_19.cpp (2 of 2) fig03_19.cpp output (1 of 1) 20 int main() 21 { 22 cout << "Enter the side length of your cube: "; 23 24 double sideValue; 25 26 cin >> sideValue; 27 28 // calculate cube of sideValue and display result 29 cout << "Volume of cube with side " 30 << sideValue << " is " << cube( sideValue ) << endl; 31 32 return 0; // indicates successful termination 33 34 } // end main Enter the side length of your cube: 3.5 Volume of cube with side 3.5 is 42.875 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 64 Chương 3. 3.17 Tham chiếu và Tham số là tham chiếu • Các tham chiếu là các biệt danh (alias) của các biến khác – chỉ tới cùng một biến – có thể được dùng bên trong một hàm int count = 1; // khai báo biến nguyên count int &cRef = count; // tạo cRef là một biệt danh của count ++cRef; // tăng count (sử dụng biệt danh của count) • Các tham chiếu phải được khởi tạo khi khai báo – Nếu không, trình biên dịch báo lỗi – Tham chiếu lạc (Dangling reference) • tham chiếu tới biến không xác định ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 65 fig03_21.cpp (1 of 1) fig03_21.cpp output (1 of 1) 1 // Fig. 3.21: fig03_21.cpp 2 // References must be initialized. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 int main() 9 { 10 int x = 3; 11 12 // y refers to (is an alias for) x 13 int &y = x; 14 15 cout << "x = " << x << endl << "y = " << y << endl; 16 y = 7; 17 cout << "x = " << x << endl << "y = " << y << endl; 18 19 return 0; // indicates successful termination 20 21 } // end main x = 3 y = 3 x = 7 y = 7 y được khai báo là một tham chiếu tới x. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 66 fig03_22.cpp (1 of 1) fig03_22.cpp output (1 of 1) 1 // Fig. 3.22: fig03_22.cpp 2 // References must be initialized. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 int main() 9 { 10 int x = 3; 11 int &y; // Error: y must be initialized 12 13 cout << "x = " << x << endl << "y = " << y << endl; 14 y = 7; 15 cout << "x = " << x << endl << "y = " << y << endl; 16 17 return 0; // indicates successful termination 18 19 } // end main Borland C++ command-line compiler error message: Error E2304 Fig03_22.cpp 11: Reference variable 'y' must be initialized- in function main() Microsoft Visual C++ compiler error message: D:\cpphtp4_examples\ch03\Fig03_22.cpp(11) : error C2530: 'y' : references must be initialized Lỗi biên dịch – tham chiếu không được khởi tạo. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 67 Chương 3. 3.17 Tham chiếu và Tham số là tham chiếu • Gọi bằng giá trị - Call by value – Bản sao của dữ liệu được truyền cho hàm – Thay đổi đối với bản sao không ảnh hưởng tới dữ liệu gốc – Ngăn chặn các hiệu ứng phụ không mong muốn • Gọi bằng tham chiếu - Call by reference – Hàm có thể truy nhập trực tiếp tới dữ liệu gốc – Các thay đổi thể hiện tại dữ liệu gốc © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 68 Chương 3. 3.17 Tham chiếu và Tham số là tham chiếu • Tham số tham chiếu - Reference parameter – Ý nghĩa: Là biệt danh (alias) của biến được truyền vào lời gọi hàm • 'truyền tham số bằng tham chiếu' hay 'truyền tham chiếu' – Cú pháp: Đặt ký hiệu & sau kiểu dữ liệu tại prototype của hàm • void myFunction( int &data ) • có nghĩa “data là một tham chiếu tới một biến kiểu int” – dạng của lời gọi hàm không thay đổi • tuy nhiên dữ liệu gốc khi được truyền bằng tham chiếu có thể bị sửa đổi • Con trỏ (chương 5) – Một cách truyền tham chiếu khác ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 69 fig03_20.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.20: fig03_20.cpp 2 // Comparing pass-by-value and pass-by-reference 3 // with references. 4 #include 5 6 using std::cout; 7 using std::endl; 8 9 int squareByValue( int ); // function prototype 10 void squareByReference( int & ); // function prototype 11 12 int main() 13 { 14 int x = 2; 15 int z = 4; 16 17 // demonstrate squareByValue 18 cout << "x = " << x << " before squareByValue\n"; 19 cout << "Value returned by squareByValue: " 20 << squareByValue( x ) << endl; 21 cout << "x = " << x << " after squareByValue\n" << endl; 22 Lưu ý ký hiệu & có nghĩa truyền tham chiếu (pass-by- reference). ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 70 fig03_20.cpp (2 of 2) 23 // demonstrate squareByReference 24 cout << "z = " << z << " before squareByReference" << endl; 25 squareByReference( z ); 26 cout << "z = " << z << " after squareByReference" << endl; 27 28 return 0; // indicates successful termination 29 } // end main 30 31 // squareByValue multiplies number by itself, stores the 32 // result in number and returns the new value of number 33 int squareByValue( int number ) 34 { 35 return number *= number; // caller's argument not modified 36 37 } // end function squareByValue 38 39 // squareByReference multiplies numberRef by itself and 40 // stores the result in the variable to which numberRef 41 // refers in function main 42 void squareByReference( int &numberRef ) 43 { 44 numberRef *= numberRef; // caller's argument modified 45 46 } // end function squareByReference thay đổi number, nhưng đối số gốc (x) không bị thay đổi. thay đổi numberRef, một biệt danh của đối số gốc. Do đó, z bị thay đổi. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 71 fig03_20.cpp output (1 of 1) x = 2 before squareByValue Value returned by squareByValue: 4 x = 2 after squareByValue z = 4 before squareByReference z = 16 after squareByReference © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 72 Chương 3. 3.18 Các đối số mặc định • Lời gọi hàm với các tham số được bỏ qua – Nếu không đủ số tham số, các vị trí ở bên phải nhất sẽ được nhận giá trị mặc định của chúng – Các giá trị mặc định • Có thể là hằng, biến toàn cục, hoặc các lời gọi hàm • Đặt các giá trị mặc định tại function prototype int myFunction( int x = 1, int y = 2, int z = 3 ); – myFunction(3) • x = 3, y và z nhận giá trị mặc định (bên phải nhất) – myFunction(3, 5) • x = 3, y = 5 còn z nhận giá trị mặc định ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 73 fig03_23.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.23: fig03_23.cpp 2 // Using default arguments. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 // function prototype that specifies default arguments 9 int boxVolume( int length = 1, int width = 1, int height = 1 ); 10 11 int main() 12 { 13 // no arguments--use default values for all dimensions 14 cout << "The default box volume is: " << boxVolume(); 15 16 // specify length; default width and height 17 cout << "\n\nThe volume of a box with length 10,\n" 18 << "width 1 and height 1 is: " << boxVolume( 10 ); 19 20 // specify length and width; default height 21 cout << "\n\nThe volume of a box with length 10,\n" 22 << "width 5 and height 1 is: " << boxVolume( 10, 5 ); 23 Các giá trị mặc định được đặt trong function prototype. Các lời gọi hàm thiếu một số đối số – Các đối số bên phải nhất nhận giá trị mặc định. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 74 fig03_23.cpp (2 of 2) fig03_23.cpp output (1 of 1) 24 // specify all arguments 25 cout << "\n\nThe volume of a box with length 10,\n" 26 << "width 5 and height 2 is: " << boxVolume( 10, 5, 2 ) 27 << endl; 28 29 return 0; // indicates successful termination 30 31 } // end main 32 33 // function boxVolume calculates the volume of a box 34 int boxVolume( int length, int width, int height ) 35 { 36 return length * width * height; 37 38 } // end function boxVolume The default box volume is: 1 The volume of a box with length 10, width 1 and height 1 is: 10 The volume of a box with length 10, width 5 and height 1 is: 50 The volume of a box with length 10, width 5 and height 2 is: 100 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 75 Chương 3. 3.19 Toán tử phạm vi đơn • Toán tử phạm vi đơn (::) Unitary Scope Resolution Operator – Dùng để truy nhập biến toàn cục nếu biến địa phương có cùng tên – Không cần thiết nếu các tên biến khác nhau – Cách dùng ::tên_biến y = ::x + 3; – Nên tránh dùng các tên giống nhau cho các biến địa phương và toàn cục ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 76 fig03_24.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.24: fig03_24.cpp 2 // Using the unary scope resolution operator. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 #include 9 10 using std::setprecision; 11 12 // define global constant PI 13 const double PI = 3.14159265358979; 14 15 int main() 16 { 17 // define local constant PI 18 const float PI = static_cast( ::PI ); 19 20 // display values of local and global PI constants 21 cout << setprecision( 20 ) 22 << " Local float value of PI = " << PI 23 << "\nGlobal double value of PI = " << ::PI << endl; 24 25 return 0; // indicates successful termination Truy nhập PI toàn cục với ::PI. Chuyển đổi PI toàn cục thành một giá trị float cho PI địa phương. Ví dụ này cho thấy sự khác nhau giữa float và double. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 77 fig03_24.cpp (2 of 2) fig03_24.cpp output (1 of 1) 26 27 } // end main Borland C++ command-line compiler output: Local float value of PI = 3.141592741012573242 Global double value of PI = 3.141592653589790007 Microsoft Visual C++ compiler output: Local float value of PI = 3.1415927410125732 Global double value of PI = 3.14159265358979 © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 78 Chương 3. 3.20 Chồng hàm • Chồng hàm - Function overloading – Các hàm có cùng tên nhưng khác nhau về tham số – Nên thực hiện các nhiệm vụ tương tự • ví dụ, hàm tính bình phương cho int và hàm tính bình phương cho float int square( int x) {return x * x;} float square(float x) { return x * x; } • Các hàm chồng phân biệt nhau bởi chữ ký – Dựa vào tên và kiểu tham số (xét cả thứ tự) – Trình biên dịch đảm bảo gọi đúng hàm chồng được yêu cầu ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 79 fig03_25.cpp (1 of 2) 1 // Fig. 3.25: fig03_25.cpp 2 // Using overloaded functions. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::endl; 7 8 // function square for int values 9 int square( int x ) 10 { 11 cout << "Called square with int argument: " << x << endl; 12 return x * x; 13 14 } // end int version of function square 15 16 // function square for double values 17 double square( double y ) 18 { 19 cout << "Called square with double argument: " << y << endl; 20 return y * y; 21 22 } // end double version of function square 23 Các hàm chồng có cùng tên nhưng có tham số khác nhau ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 80 fig03_25.cpp (2 of 2) fig03_25.cpp output (1 of 1) 24 int main() 25 { 26 int intResult = square( 7 ); // calls int version 27 double doubleResult = square( 7.5 ); // calls double version 28 29 cout << "\nThe square of integer 7 is " << intResult 30 << "\nThe square of double 7.5 is " << doubleResult 31 << endl; 32 33 return 0; // indicates successful termination 34 35 } // end main Called square with int argument: 7 Called square with double argument: 7.5 The square of integer 7 is 49 The square of double 7.5 is 56.25 Tùy theo đối số được truyền vào (int hoặc double) để gọi hàm thích hợp. © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 81 Chương 3. 3.21 Khuôn mẫu hàm - Function Template • Cách ngắn gọn để tạo các hàm chồng – Sinh các hàm riêng biệt cho các kiểu dữ liệu khác nhau • Cú pháp – Bắt đầu bằng từ khóa template – các tham số kiểu hình thức trong cặp ngoặc • typename hoặc class (đồng nghĩa) đặt trước mỗi tham số kiểu • là đại diện cho các kiểu cài sẵn (ví dụ int) hoặc các kiểu dữ liệu người dùng • chỉ ra các kiểu dữ liệu cho đối số hàm, giá trị trả về, biến địa phương – Hàm được định nghĩa như bình thường, ngoại trừ việc sử dụng các kiểu hình thức © 2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU 82 Chương 3. 3.21 Khuôn mẫu hàm • Ví dụ template // or template T square( T value1 ) { return value1 * value1; } – T là một kiểu hình thức, được dùng làm tham số kiểu • hàm trên trả về giá trị thuộc cùng kiểu với tham số – Tại lời gọi hàm, T được thay bằng kiểu dữ liệu thực • Nếu là int, mọi T trở thành int int x; int y = square(x); ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 83 fig03_27.cpp (1 of 3) 1 // Fig. 3.27: fig03_27.cpp 2 // Using a function template. 3 #include 4 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8 9 // definition of function template maximum 10 template // or template 11 T maximum( T value1, T value2, T value3 ) 12 { 13 T max = value1; 14 15 if ( value2 > max ) 16 max = value2; 17 18 if ( value3 > max ) 19 max = value3; 20 21 return max; 22 23 } // end function template maximum 24 Tham số kiểu hình thức T là đại diện của kiểu dữ liệu được kiểm tra trong hàm maximum. maximum mong đợi mọi tham số đều thuộc cùng một kiểu dữ liệu. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 84 fig03_27.cpp (2 of 3) 25 int main() 26 { 27 // demonstrate maximum with int values 28 int int1, int2, int3; 29 30 cout << "Input three integer values: "; 31 cin >> int1 >> int2 >> int3; 32 33 // invoke int version of maximum 34 cout << "The maximum integer value is: " 35 << maximum( int1, int2, int3 ); 36 37 // demonstrate maximum with double values 38 double double1, double2, double3; 39 40 cout << "\n\nInput three double values: "; 41 cin >> double1 >> double2 >> double3; 42 43 // invoke double version of maximum 44 cout << "The maximum double value is: " 45 << maximum( double1, double2, double3 ); 46 maximum được gọi với nhiều kiểu dữ liệu. ©2004 Trần Minh Châu. FOTECH. VNU. 85 fig03_27.cpp (3 of 3) fig03_27.cpp output (1 of 1) 47 // demonstrate maximum with char values 48 char char1, char2, char3; 49 50 cout << "\n\nInput three characters: "; 51 cin >> char1 >> char2 >> char3; 52 53 // invoke char version of maximum 54 cout << "The maximum character value is: " 55 << maximum( char1, char2, char3 ) 56 << endl; 57 58 return 0; // indicates successful termination 59 60 } // end main Input three integer values: 1 2 3 The maximum integer value is: 3 Input three double values: 3.3 2.2 1.1 The maximum double value is: 3.3 Input three characters: A C B The maximum character value is: C